In vivo kinetikus röntgen képalkotás

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Szigeti Krisztián
SE Egészségügyi mérnök MSc

Háttér:

A különböző pulmonológiás megbetegedések, mint az IPF (idiopátiás pulmonális fibrózis) és a COPD (krónikus obstruktív tüdőbetegség) megfelelő időben történő észlelése optimálisabb keretet teremtene - az egyébként progresszív és nagy mortalitású - betegségek kezelésére. A diganózis erősen függ a HRCT vizsgálattól, ami a gyakran aspecifikus tünetek miatt számos alkalommal későn kerül elvégzésre, tehát fontos lenne egy olyan gyors és költséghatékony módszer, amivel a betegségek korai stádiumban diagnosztizálhatók. A kutatásom célja, hogy megvizsgáljam, hogy a kinetikus képalkotás erre alkalmas lehet-e.

Módszerek:

A kinetikus képalkotás során az életfunkciók következtében létrejövő mozgást és annak a patologiával korreláló eltéréseit röntgen alapú technikával detektálva szándékoztam kimutatni.

A kinetikus képalkotás lehetőségeit először szoftveres (MATLAB) fantom segítségével, in silico teszteltem. Ezt követően preklinikai kísérletsorozatot végeztem COPD-s kisállatmodelleken. A laboratóriumi körülmények közötti modellezéshez intratracheálisan injektáltam elasztázt (13 ul 3,6 mg/ml elasztáz + 87 ul salsol) C57BL/6 egereken, melyek emphysema-szerű elváltozásokat és gyulladást produkáltak. Az injektálás után 4 héttel statikus és kinetikus röntgen (a munkacsoport által szoftveresen fejlesztett detektorral), illetve CT (NanoSPECT/CT plusz, Mediso) képeket készítettem. A képalkotás során több sorozatot rögzítettem 1-10 ms integrálási időintervallumokkal, alkalmanként 20 felvétellel.

A módszer további tesztelését klinikai adatokon végeztem, melyhez IPF-es betegeket röntgen átvilágítás segítségével vizsgáltam meg. A klinikai vizsgálatok során kapott felvételeket az általam fejlesztett és tesztelt MATLAB kód segítségével értékeltem ki. A kinetikus képalkotással a rekeszizom mozgását és a tüdő rugalmasságát kvantitatívan jellemeztem, majd az így kapott paramétereket a betegek légzésfunkciós eredményeivel vetettem össze (TLC, FVC, FEV1).

Eredmények:

In silico méréseim alapján bizonyosságot szereztem arról, hogy a kinetikus képalkotás alkalmas lehet az élőszervezeten belüli mozgások megjelenítésére. A preklinikai mérések során a kisállatokról készült sorozatok több időparamétere közül kiválasztható volt egy optimális, amely jól egyezik a légzés periódusidejének várható időtartamával. A számított kinetikus kép jól látható különbséget mutatott a COPD-s és az egészséges kontroll állatok között. Klinikai mérések segítségével vizsgáltam a légzési ciklusok stabilitását nyugalmi kilégzés során. A mérések kiértékelésekor a kapott kinetikus képből a rekeszizom mozgását és a tüdő rugalmasságát jellemző paraméterek értékét is minden betegnél több légzési ciklusban is kiszámítottam. Az IPF csoportban a légzés-funkciós vizsgálatok eredményei lineáris korrelációt mutattak a diaphragmamozgást leíró paraméterrel és a tüdőrugalmasságot jellemző paraméterrel is. A mozgásokat jellemző kinetikus kép koregisztrálható az anatómia viszonyokat ábrázoló klasszikus röntgen képpel, ami a kapott paraméterek mellett az orvosi diagnózis felállítását segítheti.

Konklúzió:

Méréseim kiértékelése során olyan módszert dolgoztam ki, amely a tüdő főbb mozgásainak kvantitatív jellemzésére alkalmazható. Továbbá a kinetikus képalkotásból kapott funkcionális paraméterek alkalmazása kiküszöböli a morfológiai paraméterekből levont, gyakran hibás következtetéseket. Tehát a módszer alkalmas lehet a betegség korai diagnosztikájában történő felhasználásra. Ez lehetőséget teremt új diagnosztikus protokollok kifejlesztésére.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.